要說今年手機(jī)圈最熱門的話題是什么，必然非全面屏莫屬。事實(shí)上全面屏的概念并非今年才提出，早在2年前夏普在日本就推出過一款Crystal的類全面屏手機(jī)，只是品牌影響力的關(guān)系并沒有在手機(jī)圈內(nèi)引起關(guān)注。
后來小米在2016年10月推出了首款以全面屏為黑科技賣點(diǎn)的手機(jī)小米Mix， 驚艷的外觀以及小米公司制造話題的能力，瞬間將全面屏這個(gè)詞推升到了手機(jī)界熱搜榜的頭名。雷軍更是直言全面屏手機(jī)手機(jī)是未來10年的方向，今年會(huì)有全面屏手機(jī)大戰(zhàn)。這之后，三星S8的推出似乎驗(yàn)證了雷軍的預(yù)測，曲面屏＋全面屏的設(shè)計(jì)概念一掃去年Note7的頹勢(shì)，各機(jī)構(gòu)紛紛調(diào)升三星銷量預(yù)測，在去年眾媒體口中像比薩塔般即將傾倒三星大廈瞬間被扶正。
作為地球上唯一可以和三星手機(jī)正面硬恁的蘋果當(dāng)然不會(huì)讓三星獨(dú)美于世，于是有意無意間新一代iPhone8的渲染圖琵琶半遮面般的來到公眾眼前。夢(mèng)幻般的全面屏設(shè)計(jì)一下子引來無數(shù)驚嘆，當(dāng)然也夾雜著些許男士摸著荷包的嘆息聲。至此，全面屏概念已經(jīng)徹底引爆手機(jī)圈，雷軍先生在得意自己預(yù)測的準(zhǔn)確性之外可能也會(huì)偷偷心疼一下小米Mix的銷量。
Samsung S8
在Computex臺(tái)北光電展期間，CINNO以《合作發(fā)展 ? 共贏未來》為主題舉辦了首場臺(tái)灣論壇，論壇上CINNO CEO陳麗雅便以《全面屏?xí)r代開啟 智慧手機(jī)市場發(fā)展展望》為題做了精彩報(bào)告（論壇資料下載請(qǐng)點(diǎn)擊文末閱讀原文）。這里就借報(bào)告靚圖一用來開啟我們?nèi)嫫恋挠懻摗?/p>
以專業(yè)的角度，來解構(gòu)全面屏實(shí)現(xiàn)的可能性和制造過程中的難點(diǎn)
全面屏的技術(shù)要點(diǎn)有五個(gè)方向，分別是①Slim Border ②COF ③18：9AA ④C／R／L Angle ⑤U cut．。其實(shí)從本質(zhì)上來講就是三個(gè)方面，18：9 AA區(qū)顯示規(guī)范，四邊窄邊框和異形結(jié)構(gòu)。本文主要講述的是窄邊框方面的解決方案，異形結(jié)構(gòu)將在下文再詳細(xì)解說。
18：9AA區(qū)顯示規(guī)范
18：9的顯示比較16：9更能貼合手機(jī)的尺寸，可以在同樣大小的手機(jī)模具內(nèi)放下更大尺寸的屏幕，顯著提升屏占比。這樣的設(shè)計(jì)變更理論上對(duì)面板設(shè)計(jì)不會(huì)有任何挑戰(zhàn)，反而是手機(jī)操作系統(tǒng)和各APP軟件需要配合新的長寬比做重新優(yōu)化設(shè)計(jì)以取得更佳的使用體驗(yàn)，避免出現(xiàn)黑邊。
窄邊框
面板窄邊框的概念已經(jīng)持續(xù)了很多年，要解釋窄邊框的問題首先我們要先簡單了解一下顯示面板的驅(qū)動(dòng)原理。
從上圖我們可以看到，我們的顯示面板是由RGB三色像素矩陣排列而來，并由橫向的Gate線和縱向的Source線（data線）串聯(lián)起來。Gate線功能相當(dāng)于開關(guān)一樣，打開即代表該行像素開始充電顯示，Source信號(hào)則決定了該像素顯示的亮度，通常會(huì)分為256個(gè)灰階。這樣Gate線按順序逐行掃描，像素逐行點(diǎn)亮并利用人眼視覺滯留效應(yīng)最終形成我們看到的圖案。
早期的面板有兩個(gè)信號(hào)輸入端，即Gate端子部和Source端子部，通常端子部的寬度都比較寬，一般在5mm左右，面板為了設(shè)計(jì)對(duì)稱，因此當(dāng)時(shí)并沒有窄邊框的觀念。
GIA使得三邊窄邊框成為現(xiàn)實(shí)
Gate驅(qū)動(dòng)信號(hào)如上圖顯示，只有簡單的開和關(guān)兩種狀態(tài)，因此隨著TFT設(shè)計(jì)的改進(jìn)，功能比較單一的Gate IC被整合到TFT線路上，單獨(dú)的Gate IC被取消，Gate端子部也就不存在了，這就是GIA（Gate in Array）技術(shù)。下圖即為一個(gè)簡易的GIA等效電路圖和實(shí)體圖。
GIA技術(shù)解決了Gate IC的問題，這樣面板就只剩下了底部的Source端子部，其余三邊就有了設(shè)計(jì)窄邊框的可能。
那么Source IC能否做同樣的設(shè)計(jì)呢。答案是暫時(shí)不行，我們來看Source驅(qū)動(dòng)信號(hào)如下圖，通常被分為256種狀態(tài)對(duì)應(yīng)我們顯示需要的256灰階，相對(duì)Gate驅(qū)動(dòng)信號(hào)要復(fù)雜的多，因此暫時(shí)沒有辦法集成到TFT線路中去。
這里再補(bǔ)充說明一下256灰階的意義。所謂灰階，是將最亮（純白）與最暗（純黑）之間的亮度變化，區(qū)分為若干份， 以便于進(jìn)行信號(hào)輸入相對(duì)應(yīng)的屏幕亮度管控。目前顯示領(lǐng)域主要采用的是256灰階，下圖可以清晰的顯示各灰階下我們得到的顯示圖像質(zhì)量。
三邊窄邊框
現(xiàn)在我們來看手機(jī)的三邊邊框有什么，從AA區(qū)向外，決定邊框?qū)挾鹊木褪Ｏ挛覀兊腉IA線路和粘合TFT／CF玻璃的框膠。
框膠在生產(chǎn)過程中是一種軟性固態(tài)膠，被涂布在玻璃上，需要照射紫外光后才能被固化。在a－Si制程中，GIA線路中部分半導(dǎo)體器件尺寸會(huì)在100um左右，這樣的大小會(huì)影響到框膠的固化，因此框膠涂布需要避開這些區(qū)域，只能往外移，考慮到生產(chǎn)安全性，通常需要避開100um以上的距離。
另外手機(jī)面板定型生產(chǎn)前一般都會(huì)通過摔落實(shí)驗(yàn)以確定面板強(qiáng)度足夠承受用戶不小心將手機(jī)掉到地上的沖擊。這就對(duì)框膠的黏著強(qiáng)度提出了要求。以目前框膠材料的特性來看，至少要做到350um以上的寬度才是安全的?？紤]到現(xiàn)在框膠涂布精度的限制，一般會(huì)有＋／－150um左右的波動(dòng)，因此500um是比較具有量產(chǎn)性的框膠設(shè)計(jì)寬度。
最后就是手機(jī)玻璃邊緣的切割精度，這個(gè)目前能力通常在50到100um左右。
這樣，我們的邊框?qū)挾染统鰜砹?，它是GIA半導(dǎo)體器件大小＋安全避讓距離＋框膠寬度＋切割精度，大致在700到800um左右。
當(dāng)然，對(duì)于LTPS制程來講，由于它的電子遷移率是a－Si的100倍以上，因此GIA線路中的半導(dǎo)體器件可以控制在10um大小以內(nèi)，這就對(duì)框膠固化沒有任何影響了，這樣我們就可以減掉100um的寬度。如果再加上對(duì)框膠涂布精度和切割精度的挑戰(zhàn)，最終LTPS面板邊框?qū)挾茸龅?00um甚至挑戰(zhàn)500um都是可以被實(shí)現(xiàn)的。在近幾年各大光電展中，天馬JDI等先進(jìn)面板廠商均展出過邊框600um的產(chǎn)品。
端子部窄邊框
解決了三邊的問題，下面當(dāng)然要開始對(duì)端子部開刀了。同樣的，我們來看一下端子部有什么。
如圖所示，端子部除了框膠的寬度以外，還有額外的三個(gè)東西，Source IC， 連接Source和IC的斜配線以及FPC Bonding區(qū)。目前這三者的寬度均大概在1．5mm左右，加上框膠的0．5mm，端子部邊框一般在5mm左右，實(shí)在是太…寬…了。下面我們來談?wù)勗撊绾谓鉀Q。
COF技術(shù)幫助縮減端子部寬度
上文提到目前還沒有辦法像GIA技術(shù)一樣把Source IC整合到TFT線路中去。但窮則思變變則思通，沒辦法取消怎么辦，工程師們就想了一個(gè)辦法，拿不掉我就把你移走，從玻璃上移到FPC上。由于FPC是可以彎折的，這樣就可以把它折到玻璃背面，就不會(huì)影響面板寬度了，這就是COF技術(shù)。
相比IC在玻璃上的COG技術(shù)，COF技術(shù)可以縮小邊框1．5mm左右的寬度。
斜配線
Source線必須一根根連接到我們的IC上以便輸入不同的Source信號(hào)。目前旗艦機(jī)的分辨率必定是FHD起跳，甚至有些會(huì)達(dá)到QHD的程度。以FHD為例，他的分辨率是1920＊1080， 也就是有1080列Pixel， 考慮每個(gè)Pixel又分RGB三個(gè)Sub Pixel， 所以總計(jì)有3240根斜配線要被設(shè)計(jì)到狹窄的空間內(nèi)，如下圖所示，絕對(duì)是密集恐懼癥慎入。
解決辦法可以從以下多方面著手
1、設(shè)計(jì)面
通常a－Si由于電子遷移率低造成充電效率較低，必須同時(shí)給所有像素充電。但是LTPS充電效率遠(yuǎn)高于a－Si， 利用其快速充電能力，可以將3個(gè)Sub Pixel合并一組用一根配線連接到IC上，通過類似簡易GIA線路逐個(gè)打開給Sub Pixel充電，這樣我們就只需要原來1／3數(shù)量的配線即可
必要時(shí)候，我們也可以將2根線路重疊設(shè)計(jì)，中間用絕緣層隔絕開來，同樣可以節(jié)省布線空間
2、制程材料面
通過提高Array制程中曝光精度和蝕刻精度，以及改用電阻率更優(yōu)的銅線取代鋁線，可以減小配線線寬以節(jié)省空間。
這樣最終斜配線區(qū)域應(yīng)該可以貢獻(xiàn)出0．5mm出來。
最后再搭配FPC Bonding精度的提升貢獻(xiàn)0．5mm， 端子部的最終寬度大概在2mm左右。更進(jìn)一步的縮減則需要通過更加穩(wěn)定的制程控制和更具突破的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)了。
總結(jié)
通過GIA， COF等技術(shù)的應(yīng)用，以及制程能力的提升，目前面板窄邊框的極限能力一般在三邊0．5－0．6mm， 下邊2mm左右，再配合各手機(jī)品牌商外觀設(shè)計(jì)上的創(chuàng)意（如2．5D Cover Lens的應(yīng)用）， 已經(jīng)完全可以制造出一款具有視覺沖擊的全面屏手機(jī)。
(審核編輯: 林靜)
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